煤炭燃燒特性指標(biāo)

1、煤炭燃燒特性指標(biāo)幾乎所有的煤炭特性指標(biāo)都與煤炭的燃燒特性是相關(guān)的， 反之，也沒有一個能完全、全面表征煤炭燃燒特性的指標(biāo)。 與此同時，不同的煤炭特性指標(biāo)對于煤炭燃燒特性的重要 性，也隨著煤炭燃燒方式的不同而異，并具有相當(dāng)?shù)牟顒e。 作為影響煤炭燃燒特性或者說過程最明顯的指標(biāo)是煤炭的 揮發(fā)份和粘結(jié)性或者說膨脹系數(shù)。前者表征著煤炭在燃燒過 程中的以氣相完成的份額和其對后續(xù)固相燃燒過程的影響； 后者則關(guān)系到煤炭顆粒因形態(tài)、尺寸和反應(yīng)表面積的變化而 使其自身的燃燒特性受到的影響。而前者和后者有時又是具 有密切聯(lián)系的。與煤炭燃燒特性有關(guān)的還有揮發(fā)份的釋由特 性、焦炭的反應(yīng)性、煤炭的熱穩(wěn)定值、重度等，以及煤炭

2、在 堆放過程中的風(fēng)化、自燃特性和可磨度。煤炭顆粒在受熱過程中的熔融軟化、膠質(zhì)體和半焦的形式幾乎所有的煙煤在受熱升溫的過程中與揮發(fā)份釋由的同時，都會由現(xiàn)膠質(zhì)體，呈塑性和顆粒的軟化現(xiàn)象。煤炭顆粒 間的粘結(jié)就是因顆粒膠體間的相互粘結(jié)而產(chǎn)生的，因此煤炭 的粘結(jié)性也就于其所呈現(xiàn)膠體的條件相關(guān)。當(dāng)一個按一定升 溫速度，經(jīng)歷著受熱過程的煤炭顆粒進(jìn)行觀察時，考慮到在 此受熱過程中熱量總是從表面?zhèn)飨蝾w粒核心的，在同一時間 內(nèi)表面溫度也總高于核心?？梢园l(fā)現(xiàn)不同的煙煤，在表面溫 度達(dá)到320350 c以前，顆粒的形態(tài)變化一般覺察不到，只 有煤化程度低的氣煤才可觀察到表面開始有揮發(fā)份氣體釋出。在溫度到350420c時

3、，可以觀察到在顆粒表面由現(xiàn)了 一層帶有氣泡的液相膜，表面上也逐漸失去原來的棱角，這 層膜就是膠質(zhì)體。當(dāng)溫度為500550c時，一方面因顆粒內(nèi) 部溫度升高，使膠質(zhì)體層向內(nèi)層發(fā)展，以及外部的膠質(zhì)體層 因揮發(fā)份釋由被蒸干轉(zhuǎn)化為半焦，即從表面到中心由半焦 殼、膠質(zhì)體和原有的煤三層所構(gòu)成，但這種形態(tài)所保持的時 間是短暫的。隨著受熱的繼續(xù)，膠質(zhì)體的發(fā)展和體積的膨脹， 半焦外殼由現(xiàn)裂口，膠質(zhì)體流生。其后是膠質(zhì)體向顆粒中心 區(qū)域的發(fā)展，流生的膠質(zhì)體被蒸干轉(zhuǎn)變?yōu)榘虢?，直到整個顆粒都經(jīng)歷膠質(zhì)體和半焦的形成。整個的過程如圖3-2-2所示:試驗證明軟化溫度越低的煤種，揮發(fā)份開始釋生的時間越早。因此軟化溫度Tp （對于

4、不同的煙煤表面開始由現(xiàn)液相膜的溫度）和再固化溫度 TK （呈現(xiàn)最大塑性的溫度 TMAX以及 被蒸干再次呈固體形狀的溫度）都是表明煤炭流變特性的指標(biāo)，同樣也間接表明了于煤炭燃燒特性密切相關(guān)的問題。I軟化開始階段口開始形成半焦的階段皿煤粒強(qiáng)烈軟化和半焦破裂階段1、煤 2 、含有氣泡的液態(tài)膠質(zhì)體3、圖3-2-2 在結(jié)焦過程的不同階段單獨煤粒的轉(zhuǎn)化示意圖半焦粘結(jié)性和結(jié)焦性粘結(jié)性是指煤炭在缺氧的條件下粘結(jié)其自身或外來惰性 物成團(tuán)的能力。而結(jié)焦性首先是應(yīng)煉焦的目的而提由的。除 前述的粘結(jié)能力之外也包含著被粘結(jié)成團(tuán)的焦炭的結(jié)構(gòu)機(jī) 械強(qiáng)度之類的性質(zhì)。對大型電站煤粉爐來說，煤粉顆粒在爐 內(nèi)是相互分離的，雖不會產(chǎn)

5、生相互粘結(jié)，但將通過在塑化過 程中的形態(tài)變化影響到表面結(jié)構(gòu)和實際的反應(yīng)面積，從而影 響燃燒速度。煤（碳焦）的反應(yīng)性煤炭顆粒的燃燼時間因揮發(fā)份的釋由和燃燼相對迅速而基本上等同于生成碳焦的燃燼時間，碳焦顆粒的反應(yīng)性是決 定燃燒速度的重要因素。反應(yīng)性也稱活性，是指在一定的溫 度下煤炭與諸如二氧化碳、水蒸氣等介質(zhì)的反應(yīng)能力；是對 不同的煤炭的其他相同條件下的反應(yīng)速度的相對比較。煤炭的可選性煤炭的可選性原是應(yīng)煤炭工業(yè)中的洗選精煤而提由的，但實質(zhì)上也是與煤炭的燃燒利用特性有關(guān)的。煤炭中的灰份是 以不同的狀態(tài)、不同的偏析程度存在于煤炭之中的。這種灰 份在煤炭中的偏析程度意味著能使灰份從煤炭中分離由來 的可能

6、程度。在煤炭工業(yè)中使煤炭中灰份高的石煤、礦石、 黃鐵礦得以排由，成為低灰、低硫精煤的過程叫做選煤或者 洗選。洗選就是將煤碳置于不同的液體中，借助煤炭顆粒間 的灰份大小、比重的差別以及沉與浮來進(jìn)行的。煤炭的風(fēng)化和自燃性煤炭在空氣中堆存時， 或在離地表很近的煤層中， 受環(huán)境 的影響（包括空氣中的氧、地下水和地面上的溫度變化等化 學(xué)和物理作用）的綜合影響，其物理、化學(xué)和工藝性質(zhì)會發(fā) 生一系列的變化，這就是所說的風(fēng)化。風(fēng)化的作用主要是煤 種的有機(jī)物被氧化所引起的，風(fēng)化的過程基本上也就是氧化 過程。氧化過程是放熱的，如果氧化過程所釋放生的熱量不 能及時散失，煤堆和煤層中的溫度會升高， 反應(yīng)也隨之加速，

7、反應(yīng)釋放生的熱量將進(jìn)一步增加，以致煤堆溫度進(jìn)一步升 高，當(dāng)溫度達(dá)到煤的著火點時，煤堆將因煤自身的放熱而自 燃。煤炭在低溫時的氧化趨向與煤種相關(guān)，一般認(rèn)為煤化程 度越高在低溫條件下的氧化趨向越??；煤炭的自燃也與煤炭 的巖相相關(guān)，各巖相成份的氧化趨向以鏡煤最大，其次是亮 煤、暗煤并以絲碳最?。幻禾康难趸芰€與其篩分組成、 黃鐵礦含量、水份、比熱以及吸附一定的氧時所放生的熱量 等相關(guān)，黃鐵礦含量大、粒度偏細(xì)的和較為松散的煤堆較容 易產(chǎn)生自燃。可磨度系數(shù)煤的可磨度系數(shù)也稱可磨度， 是煤炭的一項特性指標(biāo)， 征了煤炭被磨制成粉的難易程度。煤炭的磨制成粉需克服原 塊狀煤炭結(jié)構(gòu)的結(jié)合力，取得新的表面，可磨度

8、系數(shù)也就表 征了為取得這一新的表面積的耗功大小，是只決定于煤炭 的?？赡ザ炔煌诿禾康挠捕?，同一類別的煤炭可因所存在 的某些組份的不同而表現(xiàn)由相當(dāng)大的可磨度差別。反之硬度 差別很大的無煙煤與某些褐煤也可以具有相近的可磨度。同 一煤種在含水份（或灰份）不同時，可磨度也會由現(xiàn)成倍的 差別。表征煤炭磨制成粉的難易程度， 最為簡捷和實用的方法是 進(jìn)行相對比較，再引入一個由實驗室得由的可磨度系數(shù)。由 于可磨度系數(shù)是基于相對比較的，因此各國的標(biāo)準(zhǔn)不盡相 同。我國規(guī)定可磨度系數(shù)的定義為：單位重量處于風(fēng)干狀態(tài) 的標(biāo)準(zhǔn)煤與試驗煤樣，以相同的入磨煤炭顆粒度、在相同的磨制設(shè)備中，磨制到相同的煤粉細(xì)度所消耗的能量之比

9、。即:KGaE0E-13式中的心，即為可磨度系數(shù)；E0和E分別是為磨制標(biāo)準(zhǔn)煤 和試驗煤到同樣細(xì)度所需的電耗。 因此心，越大，亦即磨制試 驗樣煤到標(biāo)準(zhǔn)煤相同細(xì)度的電耗越小，該煤也就越易磨制。各國關(guān)于原煤可磨度系數(shù)的算法是不同的，我國標(biāo)準(zhǔn)的可磨度系數(shù)的計算式經(jīng)試驗確定為：2Kga 1.96（Ln罌）3R90314其中Kga表示（我國的標(biāo)準(zhǔn)）可磨度系數(shù)， 表示試驗煤 樣在試驗用的球磨機(jī)內(nèi)經(jīng)歷15min磨制后得由的在 70號標(biāo)準(zhǔn)篩上的殘留量（%） o不難看由可磨度系數(shù)越小的煤，越 難磨制。一般認(rèn)為可磨度系數(shù)小于1.2的煤種為難磨煤種；可磨度系數(shù)大于1.5的煤種為易磨煤種。常用的另一種可磨度系數(shù)為哈氏可磨度系數(shù)（KGf）,這是美國的標(biāo)準(zhǔn)。武£可通過下面的計算公式與我國的可磨度系數(shù) 進(jìn)行換算：Kga 0.0034KGAT5 0.613- 15通過計算可以得由K皆處于40- 100之間的煤種屬于易磨 煤，低于40的煤屬于難磨煤。還應(yīng)該說明的是雖然煤炭的可磨度系數(shù)是通過比較的方 式得生的，意味著磨煤機(jī)的由力應(yīng)與進(jìn)入磨煤機(jī)的煤的可磨 度系數(shù)成正比。但由于試驗用的磨煤機(jī)和實際的磨煤機(jī)的工 作過程不同，亦即前者是在靜止條件下而后者是始終處于運 動和分離狀態(tài)下進(jìn)行的，還由于影響磨煤機(jī)生力